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四川一脉科技有限公司

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制氢及变压吸附分离、提纯技术
 
制氢及变压吸附分离、提纯技术

天然气制氢、煤造气制氢、甲醇裂解制氢及氢气分离、提纯
1)、制氢可采用多种方式,
如天然气制氢、煤造气制氢、甲醇裂解制氢等,其制备的结果都是为后续工段提供优质可靠、廉价的氢源,可大致分为以下几种方式:
a. 天然气转化制氢;
 
天然气制氢工艺原理:
 
   在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下,天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生.
反应式:
    CH4+H2O→CO+3H2-Q
    CO+H2O→CO2+H2+Q
主要技术指标
    压力: 1.0-2.5MPa
    天然气单耗: 0.5-0.56Nm3/ Nm3氢气
    电耗:  0.8-1.5/ Nm3氢气
    规模:  1000 Nm3/h ~100000 Nm3/h
    纯度:  符合工业氢、纯氢(GB/T7445-1995)
    年运行时间: 大于8000h

b. 甲醇裂解制氢;
 
甲醇裂解制氢工艺原理:

一定的压力、温度,甲醇和水在铜系催化剂作用下发生裂解变换化学反应。加速转化为~74% H2和~24% CO2及微量CO、CH4。转化气经过换热、冷凝、净化,通过控制器控制启闭使其未反应的水和甲醇返回原料液罐循环使用,净化后的气体通过装有吸附剂的吸附塔,经依次均压和吸附、解吸,吸附CO、CH4、CO2提取产品氢气。
化学总反应式:
    CH3OH←→ 3H2+CO2·Q
    第一步:CH3OH←→ CO+2H2·Q
    第二步:CO+2H2O←→H2+CO2+Q
主要技术指标
    压力: 0.8-2.5MPa
    甲醇单耗:0.58-0.67㎏/Nm3氢气
    温度: 常温
    规模:  10-5000 Nm3/h,装置根据规模的不同,分别采用框架式或现场安装。
    纯度: 符合工业氢、 纯氢 、高纯氢(GBT7445-1995)。
 
c.煤造气制氢;

d. 轻油转化制氢。

2). 氢气分离、提纯
    变压吸附氢气分离、提纯一般采用多塔均压一塔吸附的变压吸附工艺流程。
    变压吸附(PSA)技术是以特定的吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加、低压下吸附量减少的特性,将原料气在一定压力下通过吸附床,相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附,低沸点的氢气不易被吸附而穿过吸附床,达到氢和杂质组分的分离。
    吸附完成后,吸附剂在减压下解吸被吸附的杂质组分,使吸附剂获得再生,以能再次进行吸附分离氢源的杂质组份。
    吸附塔是交替进行吸附、解吸和吸附准备过程来达到连续产出氢气。在吸附-解吸的过程中,吸附完毕的塔内仍留着一定压力的产品氢,利用这部分纯氢给刚解吸完毕的另外几个均压塔分别均压和冲洗,这样做不仅利用了吸附塔内残存的氢气,还减缓了吸附塔的升压速度,也就减缓了吸附塔的疲劳程度,有效达到了分离氢的目的。
    产品氢气通过缓冲罐后将直接送往用户的下游用氢工序。

3)、氢气分离、提纯可从各种含氢混合气中回收纯氢气。其原料气可从多种含氢气源中分离、提纯,如:
焦炉煤气、半水煤气、城市煤气、甲醇裂解气、氨裂解气
变换气、精炼气、烃类蒸汽转化气、甲醇尾气、甲醛尾气
炼油厂催化裂化干气、炼油厂重整尾气及其它含氢气源。

一脉科技变压吸附分离、提纯氢气技术特点:
1)、 设备工艺流程简单、气源压力要求不高,设备投资较省;
2)、 操作简便,设备自动化程度高,为全自动无人操作,开停车快捷;
3)、 设备运行和维护费用较低;
4)、 设备运行稳定性好,技术成熟可靠,分子筛正常使用寿命可达十年;
5)、 原料气中的杂质组份如硫化物、残氨等工业上常见的有害物质可同时除去;
6)、产品纯度及产量易于调整,适应能力强;
    H2提纯纯度98~99.9995%,规模在300~200000Nm3/h,纯度、流量可根据用户的具体要求调整。自动控制系统可根据用户情况和要求,从可编程控制器到最先进的集散系统均可实施。

发布单位:四川一脉科技有限公司

发布人:scemy

发布日期:2007年1月17日

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